Ngập lụt làm tăng nguy cơ cháy pin xe điện do nước mặn

Sau cơn bão, những người cứu hộ chạy đua với thời gian để dọn dẹp đống đổ nát và cứu người. Tuy nhiên, giữa sự hỗn loạn, một mối nguy hiểm mới đã xuất hiện: xe điện (EV) bốc cháy. Những sự cố này không phải là tai nạn ngẫu nhiên mà là kết quả của một mối đe dọa tiềm ẩn — sự xâm nhập của nước muối vào pin lithium-ion. Điều gì gây ra những phản ứng nguy hiểm như vậy và làm thế nào để ngăn chặn thảm họa trong tương lai?

Gần đây, cơn bão Ian đã tàn phá Florida và khu vực Đông Nam Hoa Kỳ, gây ra sự tàn phá và ngập lụt trên diện rộng. Trong các nỗ lực khắc phục, những người ứng cứu đã gặp phải nhiều vụ cháy EV trong các phương tiện chạy bằng pin lithium-ion. Các cuộc điều tra cho thấy việc tiếp xúc với nước muối là nguyên nhân chính. Nhiều phương tiện đã bị ngập trong nước lũ và việc tiếp xúc với nước muối làm giảm đáng kể hiệu suất của pin lithium-ion, kích hoạt các phản ứng hóa học gây ra các rủi ro cháy nổ cực kỳ lớn. Hồ sơ đăng ký xe cho thấy hơn 7.000 EV chỉ riêng ở Hạt Lee, Florida có thể đã bị ảnh hưởng — một con số đáng kinh ngạc nhấn mạnh mức độ nghiêm trọng của mối đe dọa mới nổi này.

Pin lithium-ion bao gồm cực âm, cực dương, chất điện phân và bộ phân tách. Chất điện phân tạo điều kiện cho sự di chuyển của ion lithium giữa các điện cực, trong khi bộ phân tách ngăn chặn sự tiếp xúc trực tiếp giữa cực âm và cực dương để tránh đoản mạch. Nước muối, đặc biệt là nước biển, có tính dẫn điện và ăn mòn cao. Khi nó xâm nhập vào pin lithium-ion, nó sẽ khởi động một phản ứng dây chuyền có thể dẫn đến hỏng hóc thảm khốc.

• Phân hủy chất điện phân: Các ion clorua trong nước muối phản ứng với chất điện phân, khiến nó bị phân hủy và giải phóng khí và nhiệt. Sự tích tụ khí làm tăng áp suất bên trong, có khả năng dẫn đến pin bị phồng hoặc nổ. Trong khi đó, nhiệt làm tăng tốc độ phản ứng hóa học, tạo ra một vòng phản hồi nguy hiểm.
• Ăn mòn điện cực: Các ion clorua ăn mòn vật liệu cực âm và cực dương, làm tổn hại đến tính toàn vẹn cấu trúc của pin. Ăn mòn làm giảm dung lượng, tăng điện trở bên trong và tăng tính không ổn định.
• Hỏng bộ phân tách: Nước muối làm giảm các đặc tính cách điện của bộ phân tách. Nếu bộ phân tách bị hỏng, các điện cực có thể tiếp xúc trực tiếp với nhau, gây ra đoản mạch và sinh nhiệt lớn.
• Nguy cơ đoản mạch: Tính dẫn điện của nước muối có thể tạo ra các đường dẫn dòng điện không mong muốn giữa các điện cực, giải phóng năng lượng nhanh chóng và gây cháy.

Với những rủi ro cực lớn do pin lithium-ion bị hỏng gây ra, các tàu, cảng và người gửi hàng phải hết sức thận trọng để ngăn chặn các EV bị tổn hại được xếp lên tàu thương mại. Cảnh báo an toàn 01-22 của Lực lượng Bảo vệ Bờ biển Hoa Kỳ Cảnh báo an toàn 01-22 nhấn mạnh rằng các EV bị ngập hoặc tiếp xúc với nước muối nên được coi là mối nguy hiểm tiềm ẩn về hỏa hoạn và phải được xử lý hết sức cẩn thận.

Để giảm thiểu rủi ro, Lực lượng Bảo vệ Bờ biển kêu gọi các bên liên quan áp dụng các biện pháp sau:

1. Xem xét các quy định về vận chuyển xe: Kiểm tra kỹ lưỡng các yêu cầu theo Quy định về vật liệu nguy hiểm (49 CFR) và Quy tắc vận chuyển hàng hóa nguy hiểm đường biển quốc tế (IMDG) . Tất cả pin lithium đều được phân loại là vật liệu nguy hiểm, được quản lý bởi Cục Quản lý An toàn Đường ống và Vật liệu Nguy hiểm (PHMSA). Việc tuân thủ Hướng dẫn của người gửi hàng về pin lithium là bắt buộc.
2. Đánh giá các yêu cầu bổ sung đối với pin bị hỏng: Tham khảo Thông báo tư vấn an toàn của PHMSA về việc vận chuyển pin lithium bị hỏng hoặc bị lỗi. Quy tắc IMDG Điều khoản đặc biệt 376 quy định việc phê duyệt từ PHMSA hoặc Lực lượng Bảo vệ Bờ biển trước khi vận chuyển pin bị tổn hại.
3. Duy trì cảnh giác: Đảm bảo các EV bị hỏng không được xếp lên tàu, lưu trữ trong các cơ sở cảng hoặc niêm phong trong các container. Tất cả nhân viên phải tuân thủ các quy trình an toàn nghiêm ngặt.

Mặc dù việc xử lý và quy định được cải thiện là rất cần thiết, nhưng các giải pháp lâu dài nằm ở việc thúc đẩy công nghệ pin. Những phát triển đầy hứa hẹn bao gồm:

• Pin thể rắn: Thay thế chất điện phân lỏng bằng các chất thay thế dạng rắn có thể làm giảm đáng kể rủi ro cháy nổ.
• Chất điện phân tiên tiến: Chất điện phân không bắt lửa, chịu nhiệt có thể tăng cường độ ổn định của pin.
• Hệ thống quản lý pin (BMS) nâng cao: Các thuật toán giám sát thông minh hơn có thể phát hiện các bất thường sớm hơn.
• Cải tiến cấu trúc: Thiết kế gia cố có thể chịu được tốt hơn các tác động của môi trường.

Khi việc sử dụng EV ngày càng tăng, việc giải quyết những thách thức về an toàn này sẽ đòi hỏi sự hợp tác giữa các ngành, nhà quản lý và nhà sản xuất. Chỉ thông qua các biện pháp chủ động, lời hứa về giao thông bền vững mới có thể được thực hiện mà không ảnh hưởng đến an toàn công cộng.